復(fù)合材料具有比強(qiáng)度高,比剛度大,可設(shè)計(jì)性等諸多優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用于航空航天飛行器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中。然而復(fù)合材料結(jié)構(gòu)在生產(chǎn)制備以及使用過(guò)程中,容易受到各類損傷,尤其是各種低速?zèng)_擊往往會(huì)在層合板內(nèi)部造成諸如纖維斷裂、基體開(kāi)裂、層間分層等損傷。這些損傷會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)承載能力及疲勞性能的大幅下降,對(duì)結(jié)構(gòu)的安全使用造成嚴(yán)重威脅。因此,開(kāi)展復(fù)合材料層合板低速?zèng)_擊后的疲勞損傷擴(kuò)展研究,對(duì)于提高復(fù)合材料層合板使用中的安全性,降低維護(hù)成本具有重要的工程應(yīng)用價(jià)值。主要的研究?jī)?nèi)容包括:(1)對(duì)一種碳纖/環(huán)氧樹(shù)脂體系的復(fù)合材料層合板進(jìn)行了低速?zèng)_擊試驗(yàn)和沖擊后的靜壓縮試驗(yàn)、壓-壓疲勞試驗(yàn)。用超聲C掃測(cè)量了含15J、25J兩種沖擊能量下層合板的疲勞損傷擴(kuò)展,獲得了疲勞循環(huán)次數(shù)和內(nèi)部損傷面積以及層合板壓縮剛度之間的關(guān)系;(2)發(fā)展了復(fù)合材料層合板層內(nèi)和層間疲勞損傷和最終失效模型,模型不僅能夠反映復(fù)合材料層合板各種損傷形式的演化,還能反映對(duì)應(yīng)損傷機(jī)理;(3)對(duì)ABAQUS軟件進(jìn)行二次開(kāi)發(fā),編寫了用戶自定義材料的損傷分析子程序,實(shí)現(xiàn)了參數(shù)建模。并提出了一個(gè)包含多層鋪層的塊體單元模型,提高了運(yùn)算效率;(4)利用建立的有限元模型,對(duì)復(fù)合材料層合板的低速?zèng)_擊和沖擊后疲勞損傷過(guò)程進(jìn)行了模擬,通過(guò)對(duì)比15J、25J能量沖擊后復(fù)合材料壓-壓疲勞損傷擴(kuò)展的理論預(yù)測(cè)與試驗(yàn)結(jié)果,驗(yàn)證了本文所建模型的合理性,得到了含低速?zèng)_擊損傷的復(fù)合材料層合板疲勞損傷擴(kuò)展的規(guī)律;
【學(xué)位單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TB33
【部分圖文】：

擊損傷在層合板中擴(kuò)展，從而導(dǎo)致層合板的使用設(shè)計(jì)中，都以復(fù)合材料低速?zèng)_擊后的剩余壓縮強(qiáng)擴(kuò)展并不嚴(yán)重。然而，目前減重越來(lái)越成為關(guān)注能，研究沖擊后的復(fù)合材料層合板的壓-壓疲勞損層的復(fù)合材料層合板，完成了預(yù)制沖擊損傷試驗(yàn)傷層合板的壓-壓疲勞試驗(yàn)。試驗(yàn)過(guò)程中仔細(xì)觀察試驗(yàn)結(jié)果，獲得了 15J 和 25J 兩種能量沖擊的復(fù)展規(guī)律和疲勞壽命。體系是 EM114-30%-A12 碳纖/環(huán)氧復(fù)合材，共 32 層鋪層，其中碳纖維單向預(yù)浸料 EM114-關(guān)的材料性能數(shù)據(jù)。相關(guān)試驗(yàn)件如下圖 3.1 所示

合復(fù)合材料低速?zèng)_擊后疲勞損傷數(shù)值模準(zhǔn)：D7136/D7136M–05（Standard Test Methorced Polymer Matrix Composite to a Drop-.26mm，試驗(yàn)在 MTS ZCJ9162 落錘沖擊試重量為 50N。

試驗(yàn)在 MTS ZCJ9162 落錘沖擊試重量為 50N。圖 3.2 MTS ZCJ9162 落錘沖擊試驗(yàn)機(jī)試驗(yàn)以及疲勞試驗(yàn)在南京航空航天大學(xué)機(jī)70.50 疲勞試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行，試驗(yàn)裝置如圖
【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前7條

1 姜曉偉;朱書華;李國(guó)弘;徐建;童明波;;含分層缺陷復(fù)合材料層合板分層擴(kuò)展研究[J];航空計(jì)算技術(shù);2014年05期

2 寇劍鋒;徐緋;郭家平;許秋蓮;;黏聚力模型破壞準(zhǔn)則及其參數(shù)選取[J];機(jī)械強(qiáng)度;2011年05期

3 范學(xué)領(lǐng);孫秦;;復(fù)合材料分層斷裂判據(jù)及擴(kuò)展準(zhǔn)則研究[J];計(jì)算力學(xué)學(xué)報(bào);2011年03期

4 鄭錫濤;陳浩遠(yuǎn);李澤江;李光亮;;先進(jìn)復(fù)合材料在未來(lái)飛行器中的應(yīng)用[J];航空工程進(jìn)展;2011年02期

5 喻濺鑒;周儲(chǔ)偉;;復(fù)合材料疲勞分層的界面單元模型[J];復(fù)合材料學(xué)報(bào);2009年06期

6 陳普會(huì),沈真,聶宏;復(fù)合材料層壓板沖擊后壓縮剩余強(qiáng)度的統(tǒng)計(jì)分析與可靠性評(píng)估[J];航空學(xué)報(bào);2004年06期

7 顧怡;復(fù)合材料拉伸剩余強(qiáng)度及其分布[J];南京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào);1999年02期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 黃達(dá)飛;復(fù)合材料加筋結(jié)構(gòu)低速?zèng)_擊損傷分析及參數(shù)化建模[D];南京航空航天大學(xué);2012年

本文編號(hào)：2854900